Удобоукладываемость бетонной смеси: нормативные документы, марки, методы испытаний

0
275

Общеизвестно, что бетон делится на различные марки по прочности на сжатие и морозостойкости. Удобоукладываемость бетонной смеси — это параметр, на который довольно редко обращают внимание; между тем он сильно влияет на процесс монолитного бетонирования. Давайте познакомимся с соответствующей терминологией и методами классификации.

Удобоукладываемость смеси важна, среди прочего, при заливке монолита с плотным армированием.

Что это такое

Удобоукладываемость бетона — это свойство, влияющее на его способность заполнять опалубку произвольной формы под действием собственного веса. Применительно к текучим смесям оно называется подвижностью; для смесей, неспособных растекаться под собственной тяжестью, используется другой термин — жесткость.

Любопытно: растеканию бетона, самопроизвольному заполнению формы препятствует сцепление частиц наполнителя между собой и со стенками формы; при этом, чем больше частицы, тем больше сопротивление. Способствуют же ему большое количество воды, цемента и специальных добавок — пластификаторов.

От подвижности раствора зависит наличие или отсутствие пор в толще монолита. Недостаток подвижности отчасти нивелируется штыкованием и/или виброукладкой; однако они позволяют избавиться от каверн далеко не всегда. Между тем 2 процента объема, занятого порами, снизят прочность конструкции на 10%; увеличение процента полостей до 5% приведет к 30-процентному уменьшению прочности.

Казалось бы, очевидным решением будет производить только и исключительно смеси высокой подвижности: ведь они прекрасно льются, не требуют утомительного штыкования или энергоемкой виброукладки. Не тут-то было: иногда избыточная подвижность вредна.

Приведем пару простейших примеров:

  • Слишком подвижная смесь будет выливаться через щели дощатой опалубки.
  • При укладке на подсыпку из щебня подвижный бетон не останется на ее поверхности, а уйдет внутрь.
  • Излишне подвижная смесь уйдет в щебенку.

    Нормативные документы

    Интересующий нас параметр затрагивается в двух нормативных документах:

  • ГОСТ 7473-94 содержит общие требования к бетонным смесям и описывает их классификацию.
  • ГОСТ 10181.1-81 регламентирует методику испытаний смесей на удобоукладываемость и применяющиеся для этих испытаний инструменты.
  • Давайте познакомимся с основными моментами обоих документов.

    ГОСТ 10181.1-81

    Начнем с методов испытаний. Их описание поможет понять способы классификации бетонов по удобоукладываемости.

    По ГОСТу предполагается, что смесь испытывается одним из двух способов в зависимости от предполагаемой подвижности или жесткости.

    Тип смесей Метод испытания
    Подвижные Измерение осадки конуса
    Жесткие Измерение времени продавливания смеси через отверстия прибора на вибростоле.

    Теперь — чуть больше конкретики.

    Приборы

    Прибор для испытаний на осадку конуса — усеченный металлический конус с воронкой, упорами и ручками (читайте также статью «Алмазная чашка по бетону – ее виды и особенности»).

    Внешний вид прибора.

    Для испытаний смеси на жесткость требуется уже два устройства, каждое из которых заметно сложнее. Вибростол — площадка, которая колеблется со скоростью 3000 колебаний в минуту и с амплитудой 0,5 миллиметра. Сам же измерительный прибор — цилиндр со штативом и опускающимся на штанге массивным металлическим диском с шестью отверстиями.

    Устройство для испытаний на жесткость.

    Методика испытаний

    Содержащаяся в ГОСТ инструкция по порядку испытаний предписывает вначале испытать смесь с неизвестными характеристиками на осадку конуса.

    Методика предельно проста:

  • Прибор устанавливается на плоский стальной лист.
  • Через воронку он наполняется предназначенной для испытаний бетонной смесью. Смесь укладывается тремя слоями равной толщины с обязательным штыкованием каждого слоя. Метод штыкования и используемый при этом инструмент жестко регламентированы: штыковать бетон следует 25 раз на слой прутком диаметром 16 и длиной 600 миллиметров со скругленными краями.
  • Полезно: честно говоря, ни материал поверхности, ни длина прутка почти не оказывают влияния на результат. При тестировании смеси своими руками можно обойтись, например, куском оргалита или фанеры и любым гладким отрезком арматуры.

    Лист ДСП тоже подойдет в качестве основания.

  • Воронка снимается.
  • Излишки бетона по уровню верхнего среза прибора убираются кельмой.
  • Прибор аккуратно, плавным движением без сотрясения снимается и ставится рядом. Стандарт оговаривает даже время, которое должен занимать процесс снятия прибора: от 3 до 7 секунд.
  • Линейкой с делением не более 0,5 сантиметра измеряется разница между верхом осевшего конуса бетонной смеси и верхним срезом прибора. Полученная разница и будет характеризовать подвижность смеси.
  • Для большей достоверности испытание повторяется дважды. Результат — среднее арифметическое между двумя измерениями. При этом разброс между полученными результатами измерений должен находиться в определенных границах, зависящих от их абсолютного значения:

    Осадка конуса Максимальный разброс измерений
    До 4 см До 1 см
    5-9 см До 2 см
    Свыше 10 см До 3 см

    Нюанс: для бетонов с крупнофракционными (свыше 40 мм) заполнителями используется увеличенный конус. Полученный при измерении с его помощью результат умножается на коэффициент 0,67.

    Если осадка конуса равна нулю, образец испытывается прибором второго типа.

  • Прибор жестко крепится к виброплощадке. Согласно ГОСТ, для этой цели он должен снабжаться фланцем.
  • Описанным выше способом в полый цилиндр прибора помещается конус бетона.
  • Штатив поворачивается таким образом, чтобы диск занял позицию строго над конусом, и фиксируется зажимным винтом.
  • Диск опускается на поверхность образца, после чего одновременно включается вибрация и запускается секундомер. Отсчет прекращается, как только цементное тесто продавится через любые два из шести отверстий диска. Полученный результат в секундах характеризует жесткость смеси.
  • Схема испытаний: 1 — образец после снятия конуса; 2 — осевший образец; 3 — величина осадки; 4 — диск, продавливающий образец на вибростоле.

    ГОСТ 7473-94

    Ключевая информация, содержащаяся в этом документе — таблица, согласно которой определяется марка бетона по удобоукладываемости.

    Марка Осадка конуса, сантиметры Испытания на жесткость, секунды
    Сверхжесткий бетон СЖ3 100 и более
    СЖ2 51 — 100
    СЖ1 41 — 50
    Жесткий бетон Ж4 31 — 40
    Ж3 21 — 30
    Ж2 11 — 20
    Ж1 5 — 10
    Подвижный бетон П1 1 — 4
    П2 5 — 9
    П3 10 — 15
    П4 16 — 20
    П5 21 — 25

    Помимо того, в стандарте излагаются требования к воде, использующейся для затворения (она должна соответствовать ГОСТ 23732), к составу смеси и максимальной погрешности процентного соотношения ее компонентов (для цемента и пластификаторов — 1%, для заполнителей — 2%).

    Применение

    Как марка бетонной смеси по удобоукладываемости влияет на типичные области ее применения?

    Область применения Рекомендуемые марки
    Бетонные подушки под фундаменты, стяжки пола П1, Ж1
    Дорожные и аэродромные покрытия,  плитные фундаменты с редким армированием или без арматуры П1
    Плитные фундаменты с умеренной плотностью армирования, балки П1, П2
    Массивные колонны П2
    Горизонтальные конструкции с плотным армированием П2, П3
    Вертикальные конструкции с плотным армированием П3, П4
    Плиты перекрытий, трубопроводы П5

    Полезные мелочи

    • Простейший способ увеличить подвижность бетона — добавить в него воды. Однако при этом пострадает его прочность; такое решение годится только для ненагруженных монолитов.

    В общем случае лучше воспользоваться пластифицирующими добавками.

    • Помимо специальных добавок — пластификаторов, цена которых порой оказывается довольно нескромной, для увеличения подвижности раствора в него часто добавляют немного (около столовой ложки на ведро) жидкого мыла или моющего средства для посуды.
    • Обработка несущих конструкций с плотным армированием (в частности, их резка или сверление) крайне нежелательны. Помимо прочего, при этом нарушается армирование, которое положено анкерить по краям проема. Если нарушения арматуры в силу каких-то причин нельзя избежать, компромиссом могут стать применение рифленой арматуры, алмазное бурение отверстий в бетоне и резка железобетона алмазными кругами.

    Рифление арматурного каркаса позволяет обойтись без дополнительной анкеровки; алмазные резка и бурение не нарушают сцепления между армокаркасом и бетоном ввиду отсутствия ударной вибрации.

    Кроме того: края отверстий и проемов при использовании алмазного инструмента будут куда аккуратнее, чем в случае применения перфоратора и отбойного молотка.

    Фото позволяет оценить качество краев реза.

    Заключение

    Надеемся, что изучение нормативных документов и таблиц не показалось читателю слишком скучным. Как обычно, в прикрепленном видео в этой статье можно найти дополнительную полезную информацию (см.также статью «Заливка и упрочнение бетона на примере устройства пола: последовательность работ и правила технологии»).

    Успехов!

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here